摘 要 本文從整體結(jié)構(gòu)、技術(shù)特色和效益分析三個(gè)方面介紹了多功能真空濾油機(jī)教學(xué)手段建設(shè)，是運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)教育手段改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)新的嘗試。
信息社會(huì)的“知識爆炸”現(xiàn)象要求現(xiàn)代教育以*有效的方法去獲取和利用各種信息與知識。如何以網(wǎng)絡(luò)為紐帶快速、高效、方便地實(shí)現(xiàn)知識的傳遞、交流和學(xué)習(xí)，是教育工作者為之努力的重要方向。電工電子實(shí)驗(yàn)作為重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)之一，要充分發(fā)揮設(shè)備資源優(yōu)勢，大幅度提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平，在學(xué)員的**意識和**能力培養(yǎng)過程中發(fā)揮重要作用，必須在多功能真空濾油機(jī)教學(xué)手段建設(shè)，出成果。為此我們以園區(qū)網(wǎng)為依托，開發(fā)了一個(gè)電工電子實(shí)驗(yàn)輔助教學(xué)平臺，拓展了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的時(shí)間、空間，為實(shí)驗(yàn)室在**教育中發(fā)揮作用開辟了新的途徑。
一、系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)
實(shí)驗(yàn)室的開放運(yùn)行是現(xiàn)代教育發(fā)展的必然，我們通過十幾年的電類實(shí)驗(yàn)全開放教學(xué)的實(shí)踐，在教、學(xué)、管等方面均取得了明顯的效果。網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)為實(shí)驗(yàn)室的開放提供了更強(qiáng)有力的技術(shù)支持，使我們有機(jī)會(huì)把實(shí)驗(yàn)室的軟硬件資源向更廣闊的空間拓展，使學(xué)員進(jìn)一步突破時(shí)間和空間的束縛，開展學(xué)習(xí)、實(shí)踐和**。我們所開發(fā)的電工電子實(shí)驗(yàn)輔助教學(xué)平臺采用虛擬、仿真等手段，以外購和自研相結(jié)合的方式，形成了一個(gè)多功能真空濾油機(jī)教學(xué)手段建設(shè)。系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)框圖如下：
該系統(tǒng)由三大部分構(gòu)成：**部分是電子學(xué)網(wǎng)絡(luò)仿真實(shí)驗(yàn)。其主體是購買的Interactive Image Technologies公司的網(wǎng)絡(luò)版Electronics Workbench電子仿真實(shí)驗(yàn)室。**部分是自研的實(shí)驗(yàn)電子學(xué)輔助系統(tǒng)，由實(shí)驗(yàn)輔導(dǎo)系統(tǒng)（實(shí)驗(yàn)答疑）、實(shí)驗(yàn)自學(xué)習(xí)、網(wǎng)上交流討論、實(shí)驗(yàn)預(yù)約和實(shí)驗(yàn)報(bào)告管理等多個(gè)子系統(tǒng)組成。第三部分是虛擬電子儀器實(shí)驗(yàn)室。以虛擬電子儀器為主體，以計(jì)算機(jī)為平臺，可以開展遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)和遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)。
二、系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)
該系統(tǒng)利用互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)資源，使用仿真技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)以及交互式手段，在園區(qū)網(wǎng)上構(gòu)建了一個(gè)虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境。在該環(huán)境中，學(xué)員可以開展仿真電子實(shí)驗(yàn)，可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)理論、實(shí)驗(yàn)方法的學(xué)習(xí)，可以開展網(wǎng)上輔導(dǎo)、網(wǎng)上答疑、網(wǎng)上討論交流，可以用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程測試和遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)，基本涵蓋了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)，使實(shí)驗(yàn)活動(dòng)在空間和時(shí)間上均得到了有效延伸。
1、電子學(xué)網(wǎng)絡(luò)仿真實(shí)驗(yàn)
簡稱EWB，是目前各院校普遍采用的一種電子學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。其特色為：
?、賹?shí)驗(yàn)的真實(shí)感強(qiáng)。系統(tǒng)提供了近似真實(shí)的電子元器件、工作環(huán)境和仿真儀器，使學(xué)生感到仿佛在真實(shí)的環(huán)境下做各種實(shí)驗(yàn)；
?、趯?shí)驗(yàn)內(nèi)容覆蓋面寬。系統(tǒng)不僅涵蓋了教科書的所有內(nèi)容，還包括大量課外的知識和分析方法，對拓寬學(xué)生知識面、培養(yǎng)**能力起到了良好的作用；
?、巯到y(tǒng)操作方便，易于掌握；
?、芟到y(tǒng)網(wǎng)絡(luò)版可使學(xué)員在園區(qū)網(wǎng)的任何一個(gè)終端上開展電子學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)，有效地延伸了實(shí)驗(yàn)室空間。
2、實(shí)驗(yàn)輔助系統(tǒng)
該部分采用ASP網(wǎng)頁開發(fā)技術(shù)創(chuàng)作了實(shí)驗(yàn)輔助系統(tǒng)主頁，以后臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器SQL Server為開發(fā)環(huán)境，使幾個(gè)子系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)交互式學(xué)習(xí)、討論和信息交流的功能。
①實(shí)驗(yàn)輔導(dǎo)系統(tǒng)。多功能真空濾油機(jī)教學(xué)手段建設(shè)把學(xué)員在實(shí)驗(yàn)中常遇到的問題和易犯的錯(cuò)誤以回答問題的形式表現(xiàn)出來，學(xué)員即便在無教員指導(dǎo)的地方開展實(shí)驗(yàn)研究，也能獲得支持，既方便了學(xué)員學(xué)習(xí)，又減輕了教員的工作壓力。
②實(shí)驗(yàn)自學(xué)習(xí)系統(tǒng)。把實(shí)驗(yàn)教材和參考書以瀏覽器的格式裝入計(jì)算機(jī)，學(xué)員可在計(jì)算機(jī)指導(dǎo)下，完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，即邊學(xué)邊練。
?、劬W(wǎng)上交流討論系統(tǒng)。以聊天室的形式開展教員和學(xué)員、學(xué)員和學(xué)員的交流。學(xué)員無論是在實(shí)驗(yàn)室，還是在其它地方，遇到問題便可在網(wǎng)上發(fā)布。教員可以答疑，學(xué)員間也可以開展討論，教員還可以在網(wǎng)上出討論題，引導(dǎo)學(xué)員開展學(xué)術(shù)研究和探索。
?、軐?shí)驗(yàn)預(yù)約系統(tǒng)。為實(shí)驗(yàn)室全開放服務(wù)。隨著全開放的深入，實(shí)驗(yàn)時(shí)間和內(nèi)容的管理難度越來越大。通過實(shí)驗(yàn)預(yù)約可以科學(xué)地調(diào)度實(shí)驗(yàn)室，合理地分配實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，避免學(xué)員來實(shí)驗(yàn)室后沒有場地、沒有設(shè)備的情況發(fā)生。
?、輰?shí)驗(yàn)報(bào)告管理系統(tǒng)。是實(shí)現(xiàn)無紙教學(xué)的一項(xiàng)舉措。特別是裝備了虛擬電子儀器和開展仿真實(shí)驗(yàn)后，學(xué)員的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及結(jié)果的處理，均可在計(jì)算機(jī)上完成，這使在計(jì)算機(jī)上寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告成為可能。另外，在計(jì)算機(jī)上提交和批閱實(shí)驗(yàn)報(bào)告，將大幅度提高效率，并對教員也起到了督促作用。
3、虛擬電子儀器實(shí)驗(yàn)室
以虛擬電子儀器為主體，通過軟件與計(jì)算機(jī)結(jié)合，會(huì)把計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的計(jì)算處理能力和儀器硬件的測量、控制能力結(jié)合起來，通過園區(qū)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程測量和遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)教學(xué)。
三、系統(tǒng)的效益分析
1、大幅度更新了實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容
以園區(qū)網(wǎng)為依托，以網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺和網(wǎng)絡(luò)終端為手段，增加了電子仿真實(shí)驗(yàn)、電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化、虛擬電子儀器、電子電路計(jì)算機(jī)輔助分析、電路板設(shè)計(jì)等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的更新率接近50%。
2、使實(shí)驗(yàn)場地得到了有效延伸
除了為學(xué)生提供在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)物實(shí)驗(yàn)方式外，學(xué)生還可以在任何有網(wǎng)絡(luò)終端的地方，利用網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺，開展設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行與實(shí)驗(yàn)有關(guān)的活動(dòng)。通過網(wǎng)上實(shí)驗(yàn)，可以開展實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、仿真，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的預(yù)習(xí)，還可以進(jìn)行網(wǎng)上答疑等。
3、促進(jìn)了學(xué)生**意識和**能力的培養(yǎng)
實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段的現(xiàn)代化為學(xué)生開展**活動(dòng)營造了良好的條件。學(xué)生可以在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下開展綜合性的實(shí)驗(yàn)和**型的實(shí)驗(yàn)，徹底擺脫了原有設(shè)備條件的約束，在更深、更廣的知識領(lǐng)域內(nèi)探索。如學(xué)生自行設(shè)計(jì)的多功能表決器、雷達(dá)信號模擬系統(tǒng)、調(diào)頻話筒等，均有較高的科技含量，大大超出了教學(xué)大綱規(guī)定的實(shí)驗(yàn)范圍。
4、減少了消耗、節(jié)省了經(jīng)費(fèi)
一方面，學(xué)生開展設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以先在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行模擬仿真實(shí)驗(yàn)得到*佳方案后，再進(jìn)行實(shí)物實(shí)驗(yàn)，避免了學(xué)習(xí)的盲目性，極大地提高了實(shí)驗(yàn)的成功率；另一方面，對一些復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目或有一定危險(xiǎn)性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，可由仿真來完成，既減少了元器件的損耗，又降低了電子儀器的損壞率。
5、方便了計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的開展
實(shí)驗(yàn)室教學(xué)手段的現(xiàn)代化對深入開展計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)是一個(gè)很大促進(jìn)。通過實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)輔助系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告提交系統(tǒng)、網(wǎng)上答疑系統(tǒng)、網(wǎng)上實(shí)驗(yàn)預(yù)約等，方便了學(xué)生的自學(xué)和自我檢查，提高了實(shí)驗(yàn)室管理的現(xiàn)代化水平。同時(shí)，在一定程度上減輕了教員的工作量。
